/COP3000

一个"伟福" COP2000 开发版的虚拟机实现(微指令级)

Primary LanguagePythonGNU General Public License v3.0GPL-3.0

COP3000

—— 计算机组成原理课程设计辅助程序

设计目的

用于自动化生成计组课设报告中的以下部分:

  • 指令集表

  • 微指令集表

  • 程序执行跟踪结果

以上部分也许是为了存档或检验课程设计原创性,要求将COP2000模拟器上的结果抄到word表格中,显然这会花费巨量的时间且对学生意义甚微。作为计算机系的学生,我们生来具有改变落后生产技术、以自动化替代人工重复工作的义务。这也是本项目的最初设计动机。

同时,本项目的核心是一个微指令级别的虚拟机,对于理解开发板的某些逻辑也许有帮助。

本项目已通过数个乘除法程序测试,与COP2000软件模拟结果未发现区别。

使用方法

  • 生成指令集表/微指令集表

    # 会询问文件的路径
    python run.py
    # 直接进行解析
    python run.py 文件名
  • 生成程序执行跟踪结果

    先打开simulation.py,在开头处修改模拟参数:

    ins_path:可通过COP2000"保存指令系统"导出
    
    bin_path:等效于"EM程序"的二进制文件,共256字节;通过COP2000"汇编"生成,如果需要在EM区域内预先写入数据,则在COP2000的"EM程序"标签下写入,再汇编保存即可。
    
    lst_path:标记了ASM文件中每条指令的位置,可通过汇编生成。用于获取未经汇编处理的原始指令。
    
    simulation_times:模拟的微指令周期数,即模拟多少次"单微指令执行"。
    
    ins_description:指令的解释,以汇编文件中指令的位置为索引;也可以修改为以指令本身做索引(即不同位置的相同指令采用相同的描述)
    

    保存后执行即可。

    python simulation.py
    

    部分输出如下:

    img1

    circle:微指令周期数 pc:当前pc值 ins:当前执行指令

    upc:当前upc值/当前微指令

    got next instruction:触发IR新指令载入,显示下一条指令

    img2

    模拟完成时,输出当前EM数据矩阵,可用于检验正确性。

参考项目

本项目的父项目为 https://github.com/WqVoon/parse_cop2000_ins_to_table ,在此基础上继续开发,补充和完善了一些功能

工作原理

COP2000可以将指令集、微指令集写入后缀.INS的文件中,同时编译时会生成后缀为.BIN的文件(与EM程序完全相同),和LST文件(含有汇编指令与EM中数据位置的映射,可以省去汇编过程)。通过解析指令集和EM程序的方式,我们可以略过编译阶段,用较简单的方式完成模拟。

指令集表和微指令集表可以直接通过读取INS文件直接获得(详见参考项目);运行跟踪结果由一个微指令级的虚拟机模拟得到。